Εισαγωγή στην Ιατρική Πληροφορική

Transcript

1 Εισαγωγή στην Ιατρική Πληροφορική ρ. Παναγιώτης. Μπαµίδης Λέκτορας Ιατρικής Πληροφορικής Θεµατικές ενότητες Ι.Π. Εισαγωγή Εννοιες πληροφορικών συστηµάτων υγείας Ηλεκτρονικός φάκελος ασθενούς Ηλεκτρονικός φάκελος ασθενούς - Εργαστήριο Ηλεκτρονικός φάκελος ασθενούς - Εργαστήριο Βιοπληροφορική Γενικές έννοιες ιαχείριση και αναπαράσταση ιατρικής γνώσης Είσοδος δεδοµένων Βιοπληροφορική Ειδικότερες έννοιες ISBMDA (7-8/12/2006) Αναζήτηση και αξιολόγηση ιατρικής πληροφορίας Μικρο και νανο βιοαισθητήρες για την καταγραφή βιοσηµάτων και 24ωρης ιατρικής παρακολούθησης Τεχνικές επεξεργασίας βιοσηµάτων και εξαγωγή βιοπαραµέτρων ρ. Π.. Μπαµίδης 2 1

2 Θεµατικές ενότητες 2ωρου Τι είναι Ι.Π. - Ορισµός Εφαρµογές Ι.Π. Ιατρικά εδοµένα - Ιατρική Πληροφορία Βιοπληροφορική Σύγκριση Πληροφορικά Συστήµατα υγείας - θέµατα ρ. Π.. Μπαµίδης 3 Τι είναι η Ιατρική Πληροφορική Θεµελιωµένα χαρακτηριστικά ως επιστήµη Εφαρµοσµένα χαρακτηριστικά ως τεχνική ιαφέρει πολύ από άλλες επιστήµες: η Ιατρική δανείζεται το πειραµατικό περιεχόµενοτηςαπόένασύνολοάλλων επιστηµών γι αυτό και υπάρχει ως χώρος, ενώ δεν υπάρχει Φυσική Πληροφορική! ρ. Π.. Μπαµίδης 4 2

3 Σύνθεση Ορισµού Ι.Π. Η γνώση αναζητείται: στα εργαστήρια Ιατρικής έρευνας στην κλινική πράξη ΗΙ.Π. είναι πολυδιάστατη σαν νόηµα επεξεργάζεται την Ιατρική επιστήµηκαιτην Ιατρική περίθαλψη σαν σύνολο οι ερευνητές της Ι.Π. προέρχονται εξ αρχής από διαφορετικούς χώρους ρ. Π.. Μπαµίδης 5 Σύνθεση Ορισµού Ι.Π. - συνέχεια ΗέρευνατηςΙ.Π. στοχεύει στον συγκερασµό: της κατακτηµένης γνώσης όλων των Φυσικών Επιστηµών των ειδικών γνώσεων ή των εµπειριών της κλινικής πράξης ΗΙ.Π. βρίσκεται στην τοµή: της Επιστήµης της Πληροφορικής και των διαφόρων Ιατρικών πεδίων/χώρων Στην Ι.Π. αναπτύσσουµεκαιαξιολογούµε µεθόδους και συστήµατα για : λήψη, επεξεργασία, και εξήγηση δεδοµένων από ασθενείς, µε τη βοήθεια γνώσης που παράγεται στην επιστηµονική έρευνα ρ. Π.. Μπαµίδης 6 3

4 Σύνθεση Ορισµού Ι.Π. - Ιδιότητες ΗΙ.Π. περιέχει ένα τοµέα όπου αναπτύσσονται θεωρητικά µοντέλα εν είναι απλώς µια εφαρµοσµένη επιστήµη εν εξαρτάται µονίµως από την τεχνολογία Τα προβλήµατα της Ι.Π. λύνονται µε µαθηµατικές µεθόδους χρησιµοποιώντας τις αρχές της αφαίρεσης και της γενίκευσης ρ. Π.. Μπαµίδης 7 1ος Ορισµός Ι.Π. ΗΙ.Π. είναι µια επιστήµηπουχρησιµοποιεί ειδικά εργαλεία ανάλυσης και εµπέδωσης συστηµάτων ώστε να αναπτύξει αλγορίθµους και λειτουργίες για την διαχείριση, τον έλεγχο της διαδικασίας, τη στήριξη αποφάσεων και την επιστηµονική ανάλυση της ιατρικής γνώσης (Shortliffe, 1984). ρ. Π.. Μπαµίδης 8 4

5 2ος Ορισµός Ι.Π. ΗΙ.Π. περιλαµβάνει τις θεωρητικές και πρακτικές έννοιες της πληροφορικής και επικοινωνιακής διαδικασίας, βασιζόµενη στην γνώση και την εµπειρία που προκύπτει από την Ιατρική Επιστήµη και την Ιατρική Περίθαλψη (Van Bemmel, 1984). ρ. Π.. Μπαµίδης 9 εδοµένα Πληροφορία Εφαρµογές Ι.Π. Γνώση Τοµείς εφαρµογής Ι.Π. Τηλεµατική και Επικοινωνίες Αποθήκευση, ταξινόµηση, και αναζήτηση γνώσης Επεξεργασία δεδοµένων και Αυτοµατισµός Στήριξη αποφάσεων Θεραπεία και Έλεγχος Έρευνα και Ανάπτυξη ρ. Π.. Μπαµίδης 10 5

6 Βρόγχοι ανάδρασης Πληροφορίας ρ. Π.. Μπαµίδης 11 εδοµένα και Πληροφορία Ιατρικό δεδοµένο: οποιαδήποτε (απλή) παρατήρηση σε ένα ασθενή (π.χ. µέτρηση της θερµοκρασίας, της πίεσης, ιστορικό φυµατίωσης κτλ.) Ιατρικά εδοµένα: συλλογή τέτοιων παρατηρήσεων Όλες οι ιατρικές δραστηριότητες έχουν να κάνουν µε τη συλλογή, ανάλυση ή/και χρήση δεδοµένων Πληροφορία: επεξεργασµένα δεδοµένα ρ. Π.. Μπαµίδης 12 6

7 εδοµένα - Γνώση - Πληροφορία MEG data MEG EEG Knowledge is derived through the formal or informal analysis (interpretation) of data ιαγνωστικές µετρήσεις σ ένα εργαστήριο νευροφυσιολογίας, παράγουν δεδοµένα, τα οποία αφού επεξεργαστούν δίνουν πληροφορίες για τις πηγές ενεργότητας, και µπορούν να βοηθήσυν τους γιατρούς να πάρουν αποφάσεις για τους ασθενείς τους. ρ. Π.. Μπαµίδης 13 ιαγνωστικός - Θεραπευτικός κύκλος εδοµένα Παρατήρηση Πληροφορία Ασθενής Απόφαση Θεραπεία Πλάνο ιάγνωση ρ. Π.. Μπαµίδης 14 7

8 Περιοχές Ανθρώπινης ραστηριότητας Στάδιο Γενικά Επιστηµονική έρευνα 1 Παρατήρηση Μετρήσεις Ιατρική Περίθαλψη εδοµένα ασθενή 2 Αιτιολόγηση Θεωρία ιάγνωση 3 Ενέργεια Πείραµα Θεραπεία Επεξεργασία µε Η/Υ Εισαγωγή δεδοµένων Επεξεργασία δεδοµένων ηµιουργία αποτελεσµάτων Σκοπός Ι.Π. Εφαρµογές εδοµένων Πληροφορικά Συστήµατα Συστήµατα Στήριξης Αποφάσεων Έρευνα Προτυποποίηση Ωρίµανση Βελτιστοποίηση Θεµελίωση Έρευνα Προτυποποίηση Ωρίµανση Θεµελίωση Θεµελίωση Έρευνα Προτυποποίηση 8

9 Τι είναι Βιοπληροφορική Ορισµός Ο επιστηµονικός κλάδος που ασχολείται µε την ανάλυση, διαχείριση και επεξεργασία των βιολογικών δεδοµένων µε σκοπό την εξαγωγή πληροφοριών που συνδέουν τη γονιδιωµατική µε την κλινική έρευνα. Μοριακή Βιολογία Πληροφορική Βιοπληροφορική Ιατρική Με τη βοήθεια της Πληροφορικής οι επιστήµες της Ιατρικής και της Μοριακής Βιολογίας συγκλίνουν µε σκοπό την αναζήτηση νέων διαγνωστικών και θεραπευτικών µεθόδων Στατιστική Επιστηµονικές δραστηριότητες και κατευθύνσεις της Βιοπληροφορικής και Ιατρικής Πληροφορικής Οµοιότητες και διαφορές Παράµετροι επιστηµονικής περιοχής Ποιότητα δεδοµένων και ανάλυση: θόρυβος και αβεβαιότητα. Ησυµβολή του data mining Επιστηµονικό περιεχόµενο, και στόχοι Βιοπληροφορική Επιστηµονικά δεδοµένα: Ο ελεγχόµενος θόρυβος και τα µοντέλα αβεβαιότητας επιτρέπουν την απευθείας εφαρµογής µεθόδων data mining Ανάλυση και διαχείριση βιολογικών δεδοµένων µε σκοπό την επιστηµονική γνώση Ιατρική Πληροφορική Η ατέλεια και η υποκειµενικότητα των κλινικών δεδοµένων κάνουν δύσκολη τη µετάφραση και µεταφορά των αποτελεσµάτων των µεθόδων data mining Προτυποποίηση, χρήση εργαλείων επεξεργασίας και διαχείρισης δεδοµένων στη κλινική µε σκοπότην προώθηση της Βιοιατρικής έρευνας και εκπαίδευσης ρ. Π.. Μπαµίδης 18 9

10 Επιστηµονικές δραστηριότητες και κατευθύνσεις της Βιοπληροφορικής και Ιατρικής Πληροφορικής Οµοιότητες και διαφορές Παράµετροι επιστηµονικής περιοχής Ποιότητα δεδοµένων και ανάλυση: θόρυβος και αβεβαιότητα. Ησυµβολή του Data mining Ενοποίηση δεδοµένων και γνώσης: δίκτυα, βάσεις δεδοµένων, διαλειτουργικότητα, προτυποποίηση και ανάκτηση πληροφοριών Βιοπληροφορική Επιστηµονικά δεδοµένα: Ο ελεγχόµενος θόρυβος και τα µοντέλα αβεβαιότητας επιτρέπουν την απευθείας εφαρµογής µεθόδων data mining Μεγάλο πλήθος δωρεάν διαθέσιµων βάσεων στο ιαδίκτυο. ιαλειτουργικότητα: ικανοποιητική Προβλήµατα ποιότητας: αντιµετωπίζονται. Ιατρική Πληροφορική Η ατέλεια και η υποκειµενικότητα τωνκλινικώνδεδοµένων κάνουν δύσκολη τη µετάφραση και µεταφορά των αποτελεσµάτων των µεθόδων data mining Ιατρικά δίκτυα: Medline, SUMEX- AIM Τεκµηρίωση, πρότυπα, κωδικοποίηση: UMLS, SNOMED, HL7 Κλινικές βάσεις δεδοµένων: όχι δηµόσια διαθέσιµες. ρ. Π.. Μπαµίδης 19 Επιστηµονικές δραστηριότητες και κατευθύνσεις της Βιοπληροφορικής και Ιατρικής Πληροφορικής Οµοιότητες και διαφορές Παράµετροι επιστηµονικής περιοχής Εργαλεία υποστήριξης της ιατρικής πράξης Βιοπληροφορική Έµφαση στις οντολογίες και στην κατασκευή γονιδιακών και πρωτεϊνικών µοντέλων. Η µελέτη των SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms) αναµένεται να βοηθήσει την ανάπτυξη ιατρικών φαρµογών. Ιατρική Πληροφορική Έµφαση σε ιατρικά και νοσοκοµειακά πληροφορικά συστήµατα, εκπαίδευση και τηλεϊατρική. Εργαλεία υποστήριξης της έρευνας: επεξεργασία σήµατος και εικόνας, υπολογιστική µοντελοποίηση 3D µοντελοποίηση πρωτεϊνικών δοµών. Ανάλυση εικόνων και προσοµοίωση µοριακών λειτουργιών. 3D αναπαράσταση ιστολογικών και άλλων εικόνων για κλινικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς. ρ. Π.. Μπαµίδης 20 10

11 Επιστηµονικές δραστηριότητες και κατευθύνσεις της Βιοπληροφορικής και Ιατρικής Πληροφορικής Οµοιότητες και διαφορές Παράµετροι επιστηµονικής περιοχής Εκπαίδευση Βιοπληροφορική Μεγάλο πλήθος εργαλείων για επιστηµονική ανάλυση δεδοµένων. Μελλονικές κατευθύνσεις: πρόληψη και εξατοµικευµένη διάγνωση. Ιατρική Πληροφορική Μεγάλο πλήθος ιστοσελίδων και πολυµεσικών εργαλείων µε πρόσβαση σε βιοϊατρικά δεδοµένα. Λιγότερα τα εργαλεία ανάλυσης ιατρικών δεδοµένων. Εκπαίδευση επαγγελµατιών ΒΙ και ΜΙ: Ο ρόλος των επιστηµόνων, µηχανικών και παροχέων βιοϊατρικής πληροφοριίας Πρόσφατα ξεκίνησε η oργάνωση εκπαιδευτικών προγραµµάτων που επεκτείνονται ταχύτατα. Εκπαιδευτικά προγράµµατα από το 1970, που ενισχύονται σταθερά και εκτείνοται σε πολλές διεπιστηµονικές περιοχές. Απώτερος σκοπός της σύγκλισης της Βιοπληροφορικής µε την Ιατρική Πληροφορική είναι η αποκρυπτογράφηση του τρόπου που η γονιδιακή έκφραση επηρεάζει την εκδήλωση διαφόρων aσθενειών µέσα από τη συσχέτιση του φαινοτύπου µε το γονότυπο των οργανισµών. ρ. Π.. Μπαµίδης 21 Πληροφορικά συστήµατα υγείας - θέµατα Βασικοί περιορισµοί Ανοικτή αρχιτεκτονική Ενδυνάµωση των ασθενών ως χρηστών Κοινωνικο-τεχνικά θέµατα Μεζούρες πρότυπα αξιολόγησης απόδοσης/αποτελεσµατικότητας ρ. Π.. Μπαµίδης 22 11

12 Παραδείγµατα από τις.υ.πε. ρ. Π.. Μπαµίδης 23 ιαδυκτιακή Πύλη (Portal).Υ.Πε. για ραντεβού Ενέργειες Χρήστη Γεωγραφικός Προσδιορισµός Ενέργειες Συστήµατο Πρωινά Ιατρεία Επιλογή ΜΟ Λιστα ΜΟ (ανα Γεωγρ. περιοχή) Χρονικός Προσδιορισµός Ασθενής Λιστα Ειδικοτήτων Κλεισιµο Ραντεβού Πλοήγηση [ εν Υπάρχει] Απογευµατινα Επιλογή ειδικότητας [Υπάρχει] Υπάρχει Ειδικότητα Αναζήτηση Ανάκτηση στοιχείων απο κεντρικα Επιλογή ώρας Ηµερολογιο ελευθέρων ραντεβού Συµπλήρωση στοιχείων [Οχι] [Ναι] Υπάρχει Ελ ραντεβού ρ. Π.. Μπαµίδης 24 12

13 Ρόλος Ρόλος Ι Ρόλος ΙΙ Ρόλος ΙΙΙ Ρόλος ΙV Ρόλος V Ρόλος VΙ Γραµµατεία Παρατηρήσεις ειγµατοληψία / Υποδοχή ειγµάτων ιαχωρισµός ειγµάτων / Παρασκευασία Χειρισµός Αναλυτή Τέλεση Χειροκίνητων Εξετάσεων Έλεγχος / Έγκριση Αποτελεσµάτων ρ. Π.. Μπαµίδης 25 13